在采用活性污泥法處理廢水的運行過程中,有多種原因可引起生化體統(tǒng)(曝氣池)中污泥活性受到抑制,導(dǎo)致生化系統(tǒng)中污泥上浮和沉淀池中污泥膨脹,從而使有機物的去除率下降。
污泥膨脹、上浮的問題是活性污泥自產(chǎn)生以來一直伴隨并常常發(fā)生的一個棘手的問題。其主要特征是:污泥結(jié)構(gòu)松散,質(zhì)量變輕,體積膨大,沉淀壓縮性能差;SV值增大,有時達到90%,SVI達到400以上;大量污泥流失,出水渾濁;二次沉淀池難以固液分離,回流污泥濃度低,有時還伴隨大量的泡沫的產(chǎn)生,無法維持生化處理的正常工作。污泥膨脹、上浮是生化處理系統(tǒng)較為嚴(yán)重的異?,F(xiàn)象之一,它直接影響出水水質(zhì),并危害整個生化系統(tǒng)的運作。
生化池(曝氣池)中污泥活性一旦受到抑制,就會導(dǎo)致微生物性質(zhì)和類群的改變、有機底物的去除率下降。有些微生物(如絲狀菌)的過量增長會形成泡沫或浮渣,運行時機械應(yīng)力、挾裹氣泡等均會使活性污泥的比重降低而上浮飄走,流入二沉池會引起二沉池污泥膨脹,不僅增加了出水中的懸浮固體量,而且會大大降低生物反應(yīng)系統(tǒng)(曝氣池)中活性污泥的活性和數(shù)量。
污泥膨脹的發(fā)生率是相當(dāng)高的,在歐洲近50%的城市污水廠每年都會有不同程度的污泥膨脹發(fā)生,在我國的發(fā)生率也非常高?;旧夏壳案鞣N類型的活性污泥工藝都會發(fā)生污泥膨脹。污泥膨脹不但發(fā)生率高,發(fā)生普遍,而且一旦發(fā)生難以控制,通常都需要很長的時間來調(diào)整。針對污泥膨脹、污泥上浮及生化體統(tǒng)中污泥活性受抑制,各方面的理論很多,但并不完全一致。本文在閱讀大量文獻基礎(chǔ)上,對導(dǎo)致活性污泥活性抑制與膨脹、上浮的原因、檢測方法和控制技術(shù)進行了討論,整理出幾種較為成熟且有普遍意義的觀點,并歸納如下。
1 引起活性污泥上浮的主要因素
1.1 進水水質(zhì)
1.1.1 過量的表面活性物質(zhì)和油脂類化合物
這類物質(zhì)可以影響細(xì)胞質(zhì)膜的穩(wěn)定性和通透性,使細(xì)胞的某些必要成分流失而導(dǎo)致微生物生長停滯和死亡。當(dāng)曝氣池進水中含有大量這類物質(zhì)時,會產(chǎn)生大量泡沫(氣泡),這些氣泡很容易附聚在菌膠團上,使活性污泥的比重降低而上浮。另外,當(dāng)進水含油脂量過高時,經(jīng)過曝氣與混合,油脂會附聚在菌膠團表面,使細(xì)菌缺氧死亡,導(dǎo)致比重降低而上浮。
1.1.2 pH值沖擊
過高或過低的pH值會影響活性污泥微生物胞外酶及存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞壁里酶的催化作用以及微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。當(dāng)連續(xù)流曝氣反應(yīng)池內(nèi)pH<4.0或pH>11.0時,多數(shù)情況下活性污泥中微生物活性受到抑制,或失去活性,甚至死亡,以致發(fā)生污泥上浮。用SBR法處理啤酒廢水和化工廢水的實驗結(jié)果表明:當(dāng)進水pH值為2.5-5.0和10.0-12.0時,pH值越低(或越高),污泥活性受抑制越嚴(yán)重,上浮污泥量越多??刂频蚿H值(3.5-7.0)的反應(yīng)周期內(nèi)pH值不變,兩種廢水的活性污泥在pH≤5.5時就開始出現(xiàn)污泥上浮。另一方面,隨著pH值的增加,由于胞外聚合物(Extra CelluarPolymer)的電離官能團增加,活性污泥絮凝作用增加(盡管帶的負(fù)電性增加),但當(dāng)pH值超過一定范圍后,絮凝作用下降??梢姡@時的電排斥作用增加,也會造成活性污泥脫絮(懸浮、不絮凝、反絮凝(deflocculation)和上浮[6]。
1.1.3 鹽含量的影響
對進水的pH值調(diào)整不能消除堿度對活性污泥的影響。對堿性進水調(diào)pH值,雖然中和了堿性物質(zhì),但產(chǎn)生了鹽。鹽溶液濃度不同其滲透壓也不同,滲透壓是影響微生物生存的重要因素之一。如微生物所處的溶液滲透壓發(fā)生突變,就會導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
1.1.4 水溫過熱
組成活性污泥的微生物適合的溫度范圍一般為15-35℃,超過45℃時會使活性污泥中大部分微生物死亡而上浮(經(jīng)過長期馴化的或特殊微生物除外)。另外,Klaus Kriebitzsch等在用SBR工藝測定溫度對細(xì)胞內(nèi)酶活性影響的試驗中也發(fā)現(xiàn),溫度在20、30和40℃時酶活性較好,大于50℃之后,酶的活性明顯下降。
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